S刀片75°偏头外圆车刀设计

1、目录 一. S刀片75偏头端面车刀设计 1 1. 设计要求1 2. 选择刀片夹固结构1 3. 选择刀片材料 1 4选择车刀合理角度 2 5选择切削用量2 6选择刀片型号和尺寸 2 7确定刀垫型号和尺寸 3 8计算刀槽角度3 9计算铣制刀槽时需要的角度 7 10选择刀杆材料和尺寸8 二. 综合轮切式圆孔拉刀设计9 1.设计要求 9 2选择拉刀材料 10 3选择拉削方式 10 4选择拉刀几何参数 10 5确定拉削余量 10 6选取齿升量 10 7确定校准齿直径 11 8设计容屑槽 11 9确定分屑槽参数 12 10选择拉刀前柄部尺寸 12 11校验拉床载荷与拉刀强度 13 12设计拉刀其他部分 1

2、3 13计算拉刀总长 13 三设计总结 .14 参考文献 沈阳理工大学课程设计专用纸 一 .S 刀片 75偏头端面车刀设计 1. 设计要求 ： 已知：工件材料HT20Q使用机床CA6140加工后dm=240,Ra=3.2,需精车完成, 加工余量4.0mm设计装S刀片75偏头端面车刀。 设计步骤： (1) 选择刀片夹固结构 (2) 选择刀片材料(硬质合金牌号) (3) 选择车刀合理角度 (4) 选择切削用量 (5) 选择刀片型号和尺寸 刀片有无中心固定孔 、选择刀片形状 、选择刀片精度等级 、选择刀片内 切圆直径d、选择刀片厚度S、选择刀尖圆弧半径r 、选择刀片断屑槽型式 和尺寸 (6) 确定刀

3、垫型号和尺寸 (7) 计算刀槽角度 (8) 计算铣制刀槽时需要的角度 (9) 选择刀杆材料和尺寸 2. 选择刀片夹固结构 考虑到加工是在 CA6140 普通机床上进行， 属于连续切削， 参照典型车刀夹 固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。 3. 选择刀片材料 由原始条件结构给定：被加工工件材料为 HT200,连续切削，完成粗车、半 精车两道工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料(硬质合金牌号)为 YG6。 4. 选择车刀合理角度 根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀：几何角度的形成 特点，选取如下四个主要角度 前角=10 后角=8,(3)主偏角=75刃倾角=-5 后角的

4、实际数值以及副后角和副偏角在计算刀槽角度时，经校验后确定。 5. 选择切削用量 根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量为： 精车时：切削深度 ap=0.5mm，进给量f=0.25mm/r，切削速度v=120m/min 6. 选择刀片型号和尺寸 6.1选择刀片有无中心固定孔 由于刀片夹固结构已选定为偏心式，因此应选用有中心固定孔的刀片。 6.2选择刀片形状 按选定的主偏角=75,选用正方形刀片。 6.3选择刀片精度等级 选用M级 6.4选择刀片边长内切圆直径d (或刀片边长L) 根据已选定的ap,kr s,可求出刀刃的实际参加工作长度 Lse。为; ,ap0.5 L se = sin kr c

5、os s sin 75 cos5 =0.52mm L1.5L se=0.779mm 因为是正方形， Ld0.779 6.5 选择刀片厚度 S 根据ap,f,利用诺模图，得S 2.4 6.6 选择刀尖圆半径 r 根据 ap,f, 利用诺模图，得连续切削 r =1.2 6.7 选择刀片切屑槽型式和尺寸 根据条件，选择 A 型。当刀片型号和尺寸确定后，断屑槽尺寸便可确定。 确定刀片型号：SNUM120408-A3，尺寸为 L=12.70mm,d=12.70mm,S=4.76mm,d1=5.16mm,m=2.301mm, r =0.8 刀片参数：精车刀尖角r=90O，刃倾角入sn=0法后角sn=0法前

6、角sn=20 断屑槽宽 Wn=3mm 7. 确定刀垫型号和尺寸 硬质合金刀垫型号和尺寸的选择， 取决于刀片夹固结构的需要及刀片型号和 尺寸： 适合于偏心式夹固结构的需要， 并于刀片型号 SNUM120408-A3 相对应的硬 质合金刀垫得型号为：S12B,其具体尺寸为： L=d=11.70mm,S=3.18mm,d1=6.6mm,r =0.8mm,D=8mm,C=1.5 8. 计算刀槽角度可转位车刀几何角度、 刀片几何角度和刀槽几何角度 之间的关系 8.1 刀杆主偏角 K rg =K r =75 11沈阳理工大学 8.2刀槽刃倾角 sg sg= s=5 8.3刀槽前角 og 刀槽底面可看作前刀

7、面，则刀槽前刀角 og 的计算公式为: ta n og= 1 tan tan nb cos s 将 0=10 ,nb =20 s=5弋入式 得: tan g tan10tan15 则 g =-10.07 取 cos( 5)=-0.1777 1 tan 10o tan15o cos( 5o) og =-10 tan tan o巴 cos s 8.4验算车刀后角o (ta n 车刀后角0的验算公式为 ta n nb tan og cos s) cos s tan tan g cos s 当nb=0时，则 tan 0 =-tan og cos 将 og =-10 s =5 代入 得：tan 0=-t

8、an-10o cos25o =0.175 则o=9.92 与所选后角值相近，可以满足切削要求 而刀杆后角 og 故 og =9.92 取 og=10 8.5刀杆副偏角Kg K rg=Kr 而 Kr =180Kr- r 又 T rg = r , K rg =K r Krg =180Krg- rg=180-Kr- r 车刀刀尖角r的计算公式为 cot r =cot rb , 1 (tan og cos s)2 tan og sin scos s rb =90, og= -10 , s=5代入 og sin s cos s tan( 5o)sin( 5)cos( 5) i2 cot r =cot r

9、b . 1 (tan og cos s) tan =cot801 (tan( 5o)cos( 5o)2 cot r =0.0153 r =89.123 Krg = K =18075-89.123 =15.877 Krg = 8.6 检验车刀副后角 车刀副后角o的验算公式为 1 tan nb tan o cos rg ,(ta n nb tan og cos rg ) COS rg tan o 当 nb =0时，则式为 tan a=-tan og cos rg 而 tan Yg，=n og cos rg +tan rg sin rg tan 1 rg =tan og sin rg +tan rg

10、 cos rg 将 og =-10 ， rg = r =5， rg = r =89.123 代入 得:tan og=-tan（-10）cos89.123+tan（5）sin89.123 =0.0902 则og =5.153 tan rg =tan（ -10 ）sin89.123 +tan5 cos89.123 =-0.175 则rg =-9.926 再将 og =5.153 ， og =-9.926 代入式 得:tan o =-tan5.153 cos2 （-9.926 ） =-0.088 则o =-5.001 可以满足切削要求 而刀杆副后角 og = o 故 og =-5.001 ，取 o

11、g =-5 综合上述计算结果，可以归纳为： 车刀的几何角度为 o =10， o=9.92 ，K r =75，K r =15.877 ， s =-5 ， o =-5.001 刀杆于刀槽的几何角度为; og=-10。，og=10。，Krg=75。，Krg=16。，rg=5。，g=-5 9. 计算铣制刀槽时需要的角度 为铣制刀槽，须将刀槽前面水平放置，这就要求把刀杆的基准面（或底面） 倾斜一定的偏度：由于铣制刀槽采用的方法不同，则计算铣制刀槽时需要的角度 也不同. 计算刀槽最大负前角为 Yg及其方位角Tg 需要计算出刀槽最大负前角Yg,及其方位角Tg .刀槽最大负前角Yg，的计算 公式为： Tgg

12、= - tg2 g tg2 sg 将og = 6，rg = s= 6 代入式(2 19) 得 tg gg tg2( 6) tg2( 6)0.148 贝 UYg = -0.842 刀槽最大负前角丫 gg所在剖面的方位角Tg的计算公式为 tg gg tg g tg sg 6 rg = s= 6 代入式(2-16) tg gg tg( 6) tgT6) Eg = 45 10. 选择刀杆材料和尺寸 10.1 选择刀杆材料 选用 45 号钢为刀杆材料，热处理硬度为 HRC38-45。 10.2 选择刀杆尺寸 10.2.1选择刀杆截面尺寸 因为加工使用CA6140普通车床，其中心高为200mm,并考虑到为

13、提高刀 杆，选取刀杆截面尺寸 B H=25 20mm 由于切削深度ap=0.5mm，进给量f=0.25mm/r，可以不必校验刀杆强度。 10.2.2选择刀杆长度尺寸 选取刀杆长度为 150mm 二.综合轮切式圆孔拉刀设计 1. 设计要求： 1已知条件： 1.1零件图（如下图） 上偏差为+0.021，下偏差为0，Lo=45。 1.4使用设备：L6110型卧式拉床。 2设计步骤： （1）选择拉刀材料 （2）选择拉削方式 （3）选择拉刀几何参数 （4）确定拉削余量 （5）选取齿升量 （6）确定校准齿直径 （7）设计容屑槽 沈阳理工大学课程设计专用纸 计算齿距 、选取拉刀容屑槽形状及尺寸 、校准齿容屑

14、条件 、校验同时工作齿 数 (8) 确定分屑槽参数 (9) 选择拉刀前柄部尺寸 (10) 校验拉床载荷与拉刀强度 (11) 设计拉刀其他部分 (12) 计算拉刀总长 2. 选择拉刀材料 材料： YT15 价格便宜 刀齿与后导部：6981HRC 前导部：6981HRC 柄部： 59HRC 3. 选择拉削方式 因综合式拉刀可缩短拉刀长度， 并可保证被拉孔获得较小的表面 粗糙度，因而采用综合式。 4. 选择拉刀几何参数 取拉刀前角 y。=15,后角 a o=2.5, ba 1=0.1 5. 确定直径方向拉削余量 A A 等于毛坯拉削前孔径的最大极限尺寸减去拉削后孔径的最小 极限尺寸，即： A=Dmm

15、ax-Dwmin=38.021-37=1.021 6. 选取齿升量 f z 粗切： f zI =0.04. 过渡： fzII =0.032 、0.028 、0.024 、0.02 、0.0 1 6. 精切： fzIII =0.01. 校正： f zIV =0. 13沈阳理工大学 沈阳理工大学课程设计专用纸 7. 确定校准齿直径 7.1. 确定齿数 Z 初选 ZIi =5, Zii =3, Ziv=6，贝y： Zi =A (A zii +A ziii ) / (2*f zi) =1.021-2*(0.032+0.028+0.024+0.02+0.016)-3*0.01/(2*0.04) =9.4

16、425 取 Zi=9 余下未切除余量为： A =1.144-9*2*0.04+2*(0.032+0.028+0.024+0.02+0.016)+3*2*0. 01=0.001 切除余量 0.001 很小,忽略。 最终选定齿数 Zi =9+1, Zii =5, Ziii =3, ZiV =6, Z=10+5+3+6=24. 7.2 直径 Dx 粗切齿：D = Dwmin =37,D-i+2fzi D2 Di = 37.08、37.16、37.24、37.32、37.40、37.48、37.56、37.64、 37.72. 过渡齿：D2 D6 = 37.784、37.840、37.888、37.9

17、28、37.960. 精切齿： D17 D20=37.980、 38.000、 38.020. . 校准齿： D21 D26=38.020. 8. 设计容屑槽 8.1 齿距 P/mm 0.50.5 P=1.5* L 0.5 =1.5 *45 0.5=10.0623 选取 P=10 8.2 检验同时工作齿数 Ze Ze= L / P 1 =4.5+1=5.53 8.3 容屑槽深度 h h = 1.13 * (k L hD )0.5 = 1.13 * (3*45*0.08 )0.5 = 3.44. 8.4容屑槽形式和尺寸 精切齿、校准齿：P=7、g=2.5、h=2.5、r=1.3、R=4 9 .确

18、定分屑槽参数 弧形槽：n=8、R=25 角度槽：n=16、bn=7、=90 槽底后角；n=5 10.选择拉刀前柄部尺寸 D1=33 0.053，D2=2700.210，L1=33+27=60. 3 3=75.8KN 11. 校验拉床载荷与拉刀强度 检验拉削力： Fc F Q Fc = Fc * b D *Ze *k =231* n D/2 *Ze *k=231*3.14 *38/2 *5 .5*10 FQ =Ftk=100*0.8=80KN. 比较可知： FC F Q 检验拉刀强度：(T (T t =350 Mpa T = Fc / A min 2 Amin = n (Dzi 2h) /4 =803.84Mpa T=75800/803.84=94 Mpa 比较可知：T T 12. 设计拉刀其他部分 12.1. 过渡锥与颈部 过渡锥长： l 3 =28 颈部： D2=32 l 2 =90 12.2 前导部与后导部 前导部： D4= d wmin=f7=37 00.004201 ,l 4=55 后导部： D7=Dmmin=f7=38 00.005200 , l 6=30 13. 计算拉刀总长 L =前柄+过渡锥+颈部+前导部+刀齿部+后导部 =60+28+90+55+16*10+10*7+30 =493 500mm 三. 设计总结 通过这两周的